CN119414042A 一种基于海底光纤分布式声学传感的海表风速反演方法 （浙江大学）

一种基于海底光纤分布式声学传感的海表本发明公开了一种基于海底光纤分布式声于分布式声波传感的海底光纤记录风成海洋环演参数以及待反演的噪声时频功率谱和有效频2步骤1)通过基于分布式声波传感DAS的海底光纤记录自身上方海表的风成海洋环境步骤2)将各个传感单元组传输至岸基端的安装有信号分析模块的计算机设备中，进步骤4)在信号分析模块中建立反演参数模型，将各个有效的传感单元组的时频功率步骤5)在信号分析模块中根据反演参数建立海表风速反演模型，获取待反演的风成和处理后的待反演的风成海洋环境噪声信号的各个传感单元组的时频功率谱及其有效频2.根据权利要求1所述的基于海底光纤分布式声学传感的海表风速反演方法，其特征匀划分为M个等长的声学传感单元，每个声学传感单元接收自身上方海表的风场在自身所3.根据权利要求2所述的基于海底光纤分布式声学传感的海表风速反演方法，其特征4.根据权利要求3所述的基于海底光纤分布式声学传感的海表风速反演方法，其特征信号数据集的时频功率谱取平均值作为传感单元5.根据权利要求3所述的基于海底光纤分布式声学传感的海表风速反演方法，其特征据的时频功率谱相加后求平均获得平均功率谱，然后将平均功率谱在总观测时长t上叠加一化功率谱中大于预设归一化功率阈值的频带6.根据权利要求5所述的基于海底光纤分布式声学传感的海表风速反演方法，其特征37.根据权利要求1所述的基于海底光纤分布式声学传感的海表风速反演方法，其特征感单元组记录的频率为f的风成海洋环境噪8.根据权利要求1所述的基于海底光纤分布式声学传感的海表风速反演方法，其特征理器执行时实现如权利要求1_8中任一项所4星遥感技术反演海表风速虽然应用广泛，但是在极端天气条件下常常受到降水的严重干[0004]基于海底光纤分布式声学传感系统DAS(Distributedacousticsensing)记录的风速之间关系的研究仍停留在定性分析阶段，基于海底光纤DAS记录的海洋环境噪声进行步骤1)通过基于分布式声波传感DAS的海底光纤记录自身上方海表的风成海洋[0007]步骤2)将各个传感单元组传输至岸基端的安装有信号分析模块的计算机设备[0009]步骤4)在信号分析模块中建立反演参数模型，将各个有效的传感单元组的时频5[0010]步骤5)在信号分析模块中根据反演参数建立海表风速反演模型，获取待反演的参数和处理后的待反演的风成海洋环境噪声信号的各个传感单元组的时频功率谱及其有划分为M个等长的声学传感单元，每个声学传感单元接收自身上方海表的风场在自身所在航运以及气泡等因素产生的高频噪声干扰，然后再通过短时傅里叶变换转换为时频功率的时频功率谱相加后求平均获得平均功率谱，然后将平均功率谱在总观测时长t上叠加并化功率谱中大于预设归一化功率阈值的频带作6和f1分别为待反演的传感单元组的有效频带的上下限；h为待反演的传感单元组所在的平[0022]本发明通过海底光纤DAS记录风成海洋环境噪声对海表风速进行反演。海底光纤本发明通过海底光纤DAS记录风成海洋环境噪声，以实现海底光纤上方海表风速7[0026]如图1所示，本发明的基于海底光纤分布式声学传感的海表风速反演方法具体如首先通过基于分布式声波传感DAS的海底光纤记录自身上方海表的风成海洋环境环境噪声信号的单位以标准化应变率单位1ɛ/器共同构成海底光纤DAS系统。然后划分后的每个声学传感单元的风成海洋环境噪声信号声信号数据集输入计算机设备的信号分析模块中[0028]然后信号分析模块将每个单位噪声数据使用0.05_1Hz的带通滤波器进行带通滤声信号数据集的时频功率谱取平均值作为传感测时长69h内进行叠加并除以总观测时长，然后对结果进行最大值归一化，得到第2100_[0030]然后对各个传感单元组进行质量控制后筛选出若干有效的传感单元组，针对第2100_2119个声学传感单元组成的传感单元组，根据传感单元组的平均功率谱及其有效频8[0031]计算出的第2100_2119个声学传感单元组成的传感单元组的信噪比SNR为14.9[0034]将海表的实际风速数据U'(τ)、第2100_2119个和f1分别为待反演的传感单元组的有效频带的上下限；h为待反演的传感单元组所在的平9[0040]上述对实施例的描